创新背景
红超巨星是恒星的恒星光谱分类的约克光谱分类(光度分类)中的第一级, 超巨星中的一种。虽然它们的质量不是最大的,但却是宇宙中体积最大的恒星之一。红超巨星在超新星爆炸中会结束生命,因为难以测量其温度,天文学家尚未完全了解它们的生命周期。
创新过程
恒星的大小、质量和成分各不相同。与参宿四这样的红超巨星相比,太阳被认为是恒星中一个相对较小的标本。红超巨星是质量超过太阳九倍的恒星,当它们死亡时,红超巨星会在被称为超新星的巨大爆炸中以极其凶猛的方式死亡,特别是所谓的II型超新星。
II型超新星在宇宙中播种生命所必需的元素;因此,研究人员渴望更多地了解它们。但完全理解超新星之前红超巨星的性质尚有难度,所以目前还没有办法准确预测超新星爆炸。
尽管红超巨星非常明亮,在很远的距离上可见,但很难确定它们的重要特性,包括它们的温度。这是由于它们的高层大气结构复杂,导致温度测量结果不一致,而温度测量可能适用于其他类型的恒星。
为了测量红超巨星的温度,研究需要找到一个不受其复杂高层大气影响的可见或光谱特性,被称为吸收线的光谱特性是理想的候选者,但没有一条线可以单独显示温度。然而,通过观察两条不同但相关的线(铁的比率),研究发现铁的比率本身与温度有关。而且它以一致和可预测的方式做到了这一点。
天文学家开发出一种精确的方法来确定红超巨星的表面温度。研究团队用一种名为WINERED的仪器观察候选恒星,该仪器可连接到望远镜上以测量遥远物体的光谱特性。他们测量了铁吸收线并计算了比率以估计恒星各自的温度。通过将这些温度与欧洲航天局盖亚空间天文台获得的精确距离测量相结合,研究人员计算了恒星的光度或功率,并发现他们的结果与理论一致。
研究人员表示,关于超新星和相关物体现象还有很多东西需要了解,这项研究将帮助天文学家填补一些空白。巨星参宿四(在猎户座的肩膀上)可能会变成超新星,如果能够预测它是否以及何时会成为超新星,那将对天文学事业有重大意义。
创新关键点
研究发现红超巨星中铁的比率与其温度相关,使用WINERED仪器观察候选恒星,测量吸收线并计算比率,评估恒星温度。